Conceptos básicos de una caja de cambios Cyclone

Además de ser compactos, los reductores de velocidad cicloidales ofrecen baja holgura y altas relaciones de transmisión. Gracias a su reducido tamaño, son ideales para aplicaciones donde el espacio es limitado.

Perfil de diente de engranaje evolvente

Casi todos los engranajes utilizan un perfil de diente evolvente. Este perfil tiene una sola curva, lo que significa que los dientes no necesitan estar alineados con precisión. Este perfil es liso y fácil de fabricar.
Los engranajes cicloidales combinan curvas epicicloidales e hipocicloidales, lo que los hace más resistentes que los engranajes de perfil evolvente. Sin embargo, su fabricación puede ser más costosa. Además, ofrecen mayores relaciones de reducción y transmiten más potencia que los engranajes de perfil evolvente. Los engranajes cicloidales se encuentran en relojes.
Al diseñar un engranaje, es necesario considerar varios factores, como el número de dientes, el ángulo de los dientes y el tipo de lubricación. Un diente de engranaje que no esté perfectamente alineado puede provocar errores de transmisión, ruido y vibraciones.
El perfil dentado de un engranaje de evolvente suele considerarse el mejor. Por ello, se utiliza en una amplia variedad de engranajes. Algunas de las aplicaciones más comunes de este perfil son los engranajes de transmisión de potencia. Sin embargo, este perfil no es el mejor para todas las aplicaciones.
Los engranajes cicloidales requieren procesos de fabricación más complejos que los engranajes de dientes evolventes. Esto puede incrementar el costo por diente. Los engranajes cicloidales se utilizan en aplicaciones con menor nivel de ruido.
Los engranajes cicloidales también transmiten más potencia que los engranajes de evolvente. Esto puede causar problemas si los radios cambian tangencialmente. Sin embargo, su forma es más simple que la de los engranajes de evolvente. Los engranajes de evolvente manejan mejor los cambios de centro.
Los engranajes cicloidales son menos propensos a errores de transmisión. Su superficie convexa los hace más resistentes que los engranajes de involuta. Además, ofrecen una mayor relación de reducción. Los dientes cicloidales no interfieren entre sí. Sin embargo, tienen un menor número de dientes que los engranajes de involuta.

Rotación en el interior del círculo de referencia de los pasadores.

Ya sea que una caja de engranajes cicloidales esté diseñada para aplicaciones estacionarias o rotativas, debe respetarse la ley fundamental del engranaje: la relación de velocidades angulares debe ser constante. Esto requiere que la rotación dentro del círculo primitivo de referencia de los pasadores sea constante. Esto se logra mediante una serie de dientes cicloidales, que actúan como pequeñas palancas para transmitir el movimiento.
Un disco cicloidal tiene N lóbulos que giran tres lóbulos por cada rotación alrededor de N pivotes. El número de lóbulos en un disco cicloidal es un factor importante para determinar la relación de transmisión.
Un disco cicloidal es accionado por un eje de entrada excéntrico montado sobre un cojinete excéntrico dentro de un eje de salida. A medida que el eje de entrada gira, el disco cicloidal se mueve alrededor de los pasadores del disco de pasadores.
El pasador de accionamiento gira a un ángulo de 40 grados, mientras que el disco cicloidal gira en el interior del círculo primitivo de referencia de los pasadores. A medida que el pasador de accionamiento gira, ralentiza el movimiento de salida. Esto significa que el eje de salida completará solo tres revoluciones con el eje de entrada, en lugar de nueve.
El número de dientes de un disco cicloidal debe ser pequeño en comparación con el número de pasadores que lo rodean. El disco también debe tener un radio excéntrico. Esto determinará el tamaño del orificio necesario para que el pasador encaje entre los pasadores.
Al girar el eje de entrada, el disco cicloidal rota sobre el círculo primitivo de referencia de los pasadores. Esto transmite el movimiento al eje de salida. El eje de salida está soportado por dos cojinetes en una carcasa. Este diseño presenta un bajo desgaste y una elevada rigidez torsional.

Relación de transmisión

Elegir la relación de transmisión adecuada para una caja de cambios cicloidal no siempre es fácil. Es posible que necesite conocer el tamaño de su caja de cambios antes de tomar una decisión informada. También puede ser necesario consultar el catálogo de productos para obtener orientación. Por ejemplo, las cajas de cambios CZPT tienen algunas relaciones de transmisión únicas.
Un reductor de engranajes cicloidales es un dispositivo de transmisión de par compacto y de alta velocidad que invierte el sentido de giro del eje seguidor. Consta de una leva excéntrica ubicada dentro de un disco cicloidal. Unos rodillos en el eje seguidor encajan en orificios correspondientes del disco cicloidal. Durante este proceso, los rodillos se deslizan alrededor de los orificios, en respuesta al movimiento oscilatorio. El disco cicloidal también puede acoplarse con los dientes internos de la carcasa de una corona dentada.
Un reductor de engranajes cicloidales se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo automatización industrial, robótica y transmisión de potencia en barcos y grúas. Es ideal para aplicaciones de servicio pesado con grandes cargas útiles. Requieren procesos de fabricación especializados y se utilizan frecuentemente en equipos que exigen una salida precisa y alta eficiencia.
El reductor de engranajes cicloidales tiene una estructura relativamente simple, pero requiere algunas herramientas especiales. También se utilizan para transmitir par, lo que explica su popularidad en la automatización. Su uso es una buena opción para aplicaciones que requieren mayor eficiencia y menor juego. Asimismo, es ideal para aplicaciones donde el tamaño es un factor importante. Los engranajes cicloidales también son una excelente opción para aplicaciones que exigen alta velocidad y alto par.
La relación de transmisión de una caja de cambios cicloidal es probablemente la función más importante de la misma. Para elegir la adecuada, es necesario conocer el tamaño de la caja de cambios y el tipo de engranajes que contiene.

Reducción de vibraciones

Dada la dinámica particular de una caja de engranajes cicloidales, se requieren medidas de reducción de vibraciones para un funcionamiento óptimo. Estas medidas también pueden ayudar a detectar fallos.
Una caja de engranajes cicloidales es una caja de engranajes con un cojinete excéntrico que hace girar el centro de los engranajes. Distribuye la carga de torsión entre cinco rodillos exteriores en todo momento. Se puede utilizar en numerosas aplicaciones. Es un componente relativamente económico. Sin embargo, si falla, puede tener importantes repercusiones económicas.
Una caja de engranajes típica de entrada/salida consta de una placa anular y dos manivelas montadas en el eje de entrada. La placa anular gira cuando gira el eje de entrada. El eje de salida cuenta con dos cojinetes.
La placa anular es una importante fuente de ruido debido a su desequilibrio. El engranaje cicloidal también produce ruido al engranar con la placa anular. Este ruido se genera por resonancia estructural. Se han realizado diversos estudios para solucionar este problema.
Sin embargo, no existe mucha documentación sobre el monitoreo del estado de las cajas de engranajes cicloidales. En este artículo, presentaremos técnicas modernas para el diagnóstico de vibraciones.
Una caja de engranajes cicloidales con una relación de reducción reducida presenta mayores tensiones inducidas en el disco cicloidal. En este caso, el tamaño del orificio de salida es mayor y se elimina más material del disco cicloidal. Este aumento de las tensiones en el disco conlleva mayores amplitudes de vibración.
La distribución de la carga a lo largo del ancho del engranaje es un criterio de diseño importante. El uso de diferentes perfiles de engranaje puede ayudar a optimizar la transmisión del par. También se puede investigar la tensión de contacto del disco cicloidal.
Para determinar la amplitud del ruido, se multiplica la frecuencia del engranaje por la velocidad del eje. Si las RPM son relativamente estables, la frecuencia puede utilizarse como medida de magnitud. Sin embargo, este método solo es preciso cuando el sistema está cerca de fallar.

Comparación con reductores planetarios

Existen varias diferencias entre las cajas de engranajes cicloidales y las cajas de engranajes planetarios. Estas diferencias están relacionadas con la geometría de los engranajes y los procesos de fabricación. Entre ellas se encuentran:
– El eje de salida de una caja de engranajes cicloidales tiene un par motor mayor que el eje de entrada. La velocidad de rotación del eje de salida es menor que la del eje de entrada.
El disco de engranaje cicloidal gira a velocidad variable, mientras que el engranaje planetario tiene una velocidad fija. Por consiguiente, la precisión de transmisión del disco cicloidal y la brida de salida es menor que la de los engranajes planetarios.
– La caja de engranajes cicloidales tiene una superficie de agarre mayor que la de engranajes planetarios. Esto supone una ventaja, ya que permite manejar cargas mayores.
El perfil cicloidal influye significativamente en la calidad del contacto entre las superficies dentadas. El ancho de las elipses de contacto aumenta en 90%. Esto se debe a la eliminación de las socavaduras de los lóbulos. De esta forma, la fuerza de contacto sobre el disco cicloidal disminuye considerablemente.
El accionamiento cicloidal presenta menor holgura y alta rigidez torsional. Esto le confiere mayor estabilidad ante cargas de impacto. Además, su diseño compacto lo hace ideal para aplicaciones con altas relaciones de transmisión.
El cubo de salida de la caja de engranajes cicloidal cuenta con pasadores y rodillos móviles. Estos componentes están unidos a la corona dentada en la caja de engranajes exterior. El eje de salida también es accionado por el portaplanetarios. El cubo de salida del sistema cicloidal se compone de dos partes: la corona dentada y la brida de salida.
– El eje de entrada de una caja de engranajes cicloidales está conectado a un servomotor. El eje de entrada es un elemento cilíndrico que está fijado al portaplanetarios.

editor by CX 2023-05-18